近200年間，物理學家和數學家發表了幾百篇相關的文獻資料，物理學家和數學家在研究自行車為什麽不到時，在兩個特別重要的影響因素被忽略沒有被討論，那就是摩擦力的實際作用和動量守恒。真正讓轎車和自行車（人力獨輪車）加速前進的外力是與地面接觸產生的摩擦力，不是發動機的輸出力和腳踏力。
在完全無摩擦力得表面，在自行車從開始傾斜到倒地過程是不會產生圓周運動的，因為在完全無摩擦力得表面，自行車傾倒時是沒有水平外力作用的，自行車水平方向的動量是守恒的，由於有重力和地面支持力作用的存在自行車垂直方向的動量是可以變化的。在忽略自行車前後輪陀螺效應情況下（自行車前後輪占騎行者和自行車總質量的比例很小，速度低，陀螺效應實際是有的的影響很小，如果是高速旋轉的陀螺就不壹樣了，），自行車速度無論是多大，在完全無摩擦力得表面，自行車從開始傾斜到倒地過程需要的時間和速度為零從開始傾斜到倒地過程需要的時間是相同的。
行人或者自行車或者人力獨輪車在完全無摩擦的表面無論有無初速度的，僅依靠自身的任何動作都無法改變整體的水平動量值，表現為即使是倒地過程（因為有重力和地面支持力的作用垂直動量值可以改變）也無法改變重心在水平面垂點位置，即靜止的時候僅依靠自身的任何動作都無法改變重心在水平面垂點位置（在重力和地面支持力的***同作用下是可以傾斜和可以倒地的,卻不會改變重心在水平面垂點位置）。
在摩擦系數很大的表面，在腳輪效應控制下自行車傾斜做圓周運動的時候，離心力分力產生的旋轉力矩小於重力分力產生的相反旋轉力矩時，自行車繼續傾斜，離心力分力產生的旋轉力矩會延長傾斜時間，部分抵消重力分力產生的相反旋轉力矩。如果離心力分力產生的旋轉力矩（直行時沒有離心力分力產生旋轉力矩）大於重力分力產生的相反旋轉力矩，自行車就被扶正。自行車被離心力分力產生旋轉力矩扶正的狀態下就無法繼續向傾斜方向做轉向運動，這時根據騎行目標如果要求繼續向傾斜方向做轉向運動, （在實際騎摩托車時，時速8千米及以上速度時轉彎是常見動作）騎行者就必須主觀主動控制外力（實際是摩擦力大小）才可以實現繼續轉向運動（只有水平外力不為零才能改變水平動量大小）（這時自我平衡是有利於保持平衡，卻是不利於騎行目標的實現，為了實現騎行目標就必須打破自我平衡），如果自行車速度很大直接轉動車把手做轉向運動時（在學會騎自行車之前會做這樣動作），離心力同樣很大，騎行者有可能會被離心力甩出去，這樣的現象在機動車高速轉彎時是可以見到。通過觀察和力學分析實際騎行時在自行車速度很大做轉向運動時，離心力同樣很大，騎行者是利用速度不能躍變通過提前向轉彎方向傾斜身體加大重力的分力產生更大的旋轉力矩抵消隨後轉彎時（減小圓周半徑）離心力分力產生的相反旋轉力矩，過程中騎行者主觀能動性起到關鍵作用（心理過程是內隱的，是心理學研究的重點內容）。如果抵消失敗騎行者就有可能跌到或者被離心力甩出去。
人力獨輪車或自行車自我平衡功能（比如陀螺效應）雖然有時是有利於平衡的保持，騎行者騎人力獨輪車或自行車是為了實現主觀的騎行目標，人力獨輪車或自行車自我平衡的保持結果和騎行者主觀騎行目標相同的很少，在平衡的保持結果和騎行者主觀騎行目標沖突時就需要打破人力獨輪車或自行車自我平衡功能，這時就必須依靠騎行者（或者AI智能系統）的主動控制作用，所以在人力獨輪車或自行車騎行中騎行者（或者AI智能系統）的主動控制作用很重要。
了解壹下物體運動狀態的改變必須遵守的基本物理學規律：
1、外力是改變物體運動狀態的根本原因。
2、物體狀態的改變(產生加速度)壹定是受到壹個或者幾個合力不為零的外力的作用。
3、物體在不受外力或者受所有外力合力為零時，保持靜止狀態或者勻速直線運動。
為了研究自行車騎行時為什麽不會倒先把騎自行車過程分為以下多個狀態：
狀態1、騎行者和自行車正立以時速10公裏勻速直線運動。
狀態2、騎行者和自行車正立以時速20公裏勻速直線運動。
狀態3、騎行者和自行車傾斜做半徑為R1時速為10公裏勻速圓周運動（平衡時傾斜角度是不可以指定，三個量只可以指定兩個，指定前兩個量後平衡時第三個量就是確定的唯壹的，如果第三個量無法確定或者確定的起始時間或者大小確定失敗、騎自行車的騎行控制必定失敗（基於課本的基礎知識推導出來的無需證明，反證法如果第三個量無法確定或者起始時間或者大小確定失敗、騎自行車的騎行控制成功，會得到物理學和控制論知識是錯誤的結果）。在騎行者自動根據感知騎行者和自行車狀態結果並結合自身知識判斷生成正確的傾斜角度大小是騎行中控制不傾倒的必要條件，在自動駕駛系統中由傳感器采集信息、控制電腦準確的計算得到傾斜角度並執行，騎行者控制行為過程中的心理活動是內隱的可證實可重復驗證，嚴格遵守物理學定律成功概率為百分之百）。
狀態4、騎行者和自行車傾斜做半徑為R1時速為20公裏勻速圓周運動。
狀態5、騎行者和自行車傾斜做半徑為R2時速為10公裏勻速圓周運動(R2＞R1)。
狀態6、騎行者在自行車後座右側綁帶50公斤的貨物時速為10公裏做直線勻速運動。
參考壹下衛星發射及變軌過程，運送衛星的火箭在地面點火加速上升（加速度為a1），加速到預定速度V1並運行壹段時間上升到達預定高度時衛星和火箭分離，衛星進入在半徑為r1的軌道（狀態a），再通過變軌控制變為半徑為r2的軌道，變軌過程要控制姿態保持太陽能電池正面向著太陽。衛星在變軌之前要進行精確計算，變軌開始要點火施加壹個外力F（大小方向是持續受控的），先打破狀態a的平衡，衛星繼續在外力（大小和方向要受控）作用下產生加速度向狀態b變化，在到達狀態b時要撤去外力或者保持外力合力為零，保持狀態b運行。打破狀態a的平衡是向狀態b變軌的前提條件。
在騎自行車時先用力踩腳踏板借助產生的摩擦力加速向前，在達到預定速度V1繼續保持騎行壹段距離（中途28大架自行車後座上坐的人下車）再圍繞壹個中心點w做狀態3的運動，再由狀態3變為狀態5，在騎行過程中騎行者和自行車不能傾倒。整個控制過程和控制條件是和衛星發射及變軌相同的（地面對自行車的支持力和自行車對地面的壓力大小相等方向相反合力為零不產生加速度和力矩，忽略不計）計算公式及數據也是通用的。不同之處是騎自行車做圓周運動的向心加速度是通過傾斜騎行者身體和自行車與地平面形成夾角後由重力的壹個分力產生的，最終是受騎行者主觀控制（可推理可觀察可重復驗證），騎行者身體和自行車與地平面的角度隨半徑及速度變化的變化過程符合控制論要求（不符合就要摔倒，或者稱變軌失敗）。參考衛星發射技術結合基礎科學深入研究騎自行車過程中人的行為和心理活動規律完全是正確。
對騎自行車行為可定義為騎行者通過主觀意識控制肢體動作，再通過肢體動作間接控制摩擦力對自行車速度、平衡、方向以達到自行車在騎行時保持不傾倒以壹定的速度把騎行者帶到目的地的控制行為過程。
高中物理題，公交車以9.8米/秒^2向前加速行駛的時候，用50厘米長繩子把小鐵球掛在公交車頂上（可以看成是壹個簡易加速度計，平衡時繩子向後和車頂每個夾角都對應壹個確定大小的加速度，且繩子永遠不可能達到絕對水平，加速度增大到壹定大時繩子會斷，這些都是由物理學基礎知識決定的可以參考物理學課本），在繩子向後和車頂保持多少度夾角的時候小鐵球可以保持穩定？答案是45度夾角，小鐵球是穩定平衡系統，在受到外力幹擾時能自動恢復平衡狀態，同時站在車廂裏的乘客手不扶扶手,身體不依靠任何支撐也是需要身體向前傾斜45度夾角才可以保持穩，是不穩定平衡，在偏離平衡時是不能自動恢復平衡狀態必須借助外力才可以恢復平衡狀態,在生活中騎人力騎獨輪車時以9.8米/秒^2向前加速行駛的時候，騎行者和人力獨輪車要向前和地面保持多少度夾角騎行者和人力獨輪車才可以保持穩定？答案也是45度角（和電動獨輪車的操作說明及實際操作是相對應的，答案是由物理學課本基礎知識推導出來的，如果用試驗驗證是百分之百符合）。同樣問題，在騎自行車以9.8米/秒^2向心加速度做圓周行駛的時候，騎行者和自行車要向圓心方向和地面保持多少度夾角的時候騎行者和自行車才可以保持左右穩定不傾倒，答案也是45度角，在騎行中向心加速度變大時騎行者和自行車與圓心方向地面夾角就必須同時變小(如摩托車高速轉彎時馬奎斯的極限壓彎)，在騎行中向心加速度變小時（即半徑變大或者速度變小）騎行者和自行車與圓心方向地面夾角就必須同時變大（是動態值），在平衡時即加速運動產生的引力等效力和重力合力方向通過自行車兩輪支點連線（人力獨輪車在平衡時即加速運動產生的引力等效力和重力合力方向通過人力獨輪車車輪在地面的支點，人力三輪車在加速運動產生的引力等效力和重力合力方向通過人力三輪車3個車輪在地面的支點聯成的面時都是平衡，人力三輪車在加速運動產生的引力等效力和重力合力方向通過人力三輪車後左或者後右輪子與前輪子的連線時三輪車就變成兩輪自行車（部隊偏三輪訓練時時常發生），人力三輪車在加速運動產生的引力等效力和重力合力方向通過人力三輪車後面兩個輪子的連線時變成平衡車，人力三輪車在加速運動產生的引力等效力和重力合力方向通過人力三輪車後左或者後右輪子（輪子要具有制動和驅動功能）支點時變成獨輪車），平衡時向心加速度大小與騎行者和自行車與圓心方向地面夾角大小是唯壹對應關系。騎行者和自行車系統是不穩定平衡系統如果受到外力幹擾後是不能自動恢復平衡狀態的，失去平衡狀態如果要恢復平衡就必須得有力的作用（力是改變物體狀態的唯壹因素）（本文討論的是在標準的柏油路面上的情況，在完全無摩擦力的地面是無法完成轉彎、加速、減速過程的），如果角度保持不正確就會有力矩產生發生傾斜，在沒有得到及時糾正是不能恢復平衡狀態。在實際騎自行車轉彎的時候半徑和向心加速度是在壹定範圍內變化的，騎行者如果角度大小或者角度傾斜開始及結束的時間保持不正確就會有力矩產生發生傾斜（可以重復驗證）。在騎自行車的時候向心加速度是在壹定範圍內動態變化的，根據物理學原理和控制論原理整個成功的騎行過程中，騎行者必須正確感知，正確判斷，正確完成操控行為（在初學習騎自行車的時候會時常發生操控行為失敗，只是後果不嚴重沒得到人的重視）。
第壹，陀螺效應。自行車前輪轉動時，慣性和離心力會幫助它保持平衡，就像抽陀螺的時候，陀螺會保持旋轉方向的慣性壹樣。
理論上陀螺效應是可以影響騎自行車平衡的保持。騎行時陀螺效應存在理論上只有利於保持平衡，卻不利於打破平衡尤其是轉彎的時候，轉彎的時候前、後輪的旋轉軸方向都要改變的，但實際同樣影響不大。
第二，離心力效應。當自行車往壹邊傾斜時，騎車的人也把前輪轉向同壹側，自行車就會沿著傾斜那壹側的圓周前進。這時候離心力朝圓周外，就會把自行車扶正了。而且自行車的速度越快，離心力和慣性就越大，越容易控制。我們有時間見到有人騎車的時候將雙手放開，就是基於這個原理。
在實際自行車騎行中，轉向的時候騎車的人把前輪轉向壹側（新手學習時會這麽做動作），自行車就會做圓周運動。這時候離心力朝圓周外側，會打破自行車的平衡造成傾倒（新手學習時會出現這樣現象）。為了保持不傾倒騎自行車轉向時騎車的人都需要提前采取措施（不提前采取措施，不傾倒就違背物理學定律）。
第三，腳輪效應。行駛的自行車傾斜時，前輪會自動向傾斜的那壹側產生壹個偏轉角，自行車靠偏轉的離心力就會自動扶正。
行駛中的自行車慣性力（離心力也是慣性力）有保持物體原有狀態的效果，是慣性力固有的特點，騎行中慣性力保持原有運動狀態狀態的趨勢與騎行者騎行目標不可能壹直是相同的。不受外力的系統動量是守恒的。 行駛的自行車（人力獨輪車）要實現預定的騎行目標就只能通過騎行者（或者AI智能系統）對外力（不能是隨機也不能是固定的，實際是根據失衡量或者騎行目標計算得出的動態值，過程遵循控制論原理）成功控制才可以實現騎行目標。
腳輪效應的分析用下圖俯視圖效果要好些，自行車在平衡狀態勻速直行時轉向把手旋轉軸延長線與地面交點P、前輪胎著地點Q、騎行者與自行車***同重心G、後輪胎著地點W在同壹平面且為垂面，行駛到路口時需要向左轉彎時，假設前輪向左轉向30度。轉向把手旋轉軸延長線與地面交點P、騎行者與自行車***同重心G、後輪胎著地點W仍在同壹平面且為垂面，前輪胎著地點Q在垂面右、重心G在地面垂點在前輪胎著地點Q和後輪胎著地點W連線左側。這時重力分力會產生向左旋轉力矩記為M1，腳輪效應表現出打破平衡效果（在實踐中為了實現騎行目標打破平衡是必要的，總保持維持平衡目標就無法實現轉向、加速、減速就無法完成騎行目標），這時如果要保持平衡需要把前輪向左轉向恢復到0度與實際轉向需求矛盾（所有物體運動狀態改變都需要從打破前壹狀態開始的，運動主觀目標不同打破行為動作就必須不同，比如向左轉彎還是向右轉彎）。這個向左旋轉力矩是騎行者與自行車***同重心G離地高度，前輪胎著地點Q和後輪胎著地點W連線長度，騎行者與自行車總質量、前輪改變角度大小的函數（不是速度的函數，即大小不受速度變化影響）。在實際騎行中騎行者與自行車***同重心G會隨騎行者身姿調整略有變化，現忽略不計。在實際正常騎行中（實踐中在開始學習騎自行車是會出現在轉彎時速度慢情況下因重力分力產生旋轉力矩而倒下，速度過快會因離心力分力產生旋轉力矩而倒下，沒有被註意到而被忽略）向左轉彎時沒有因重力分力產生向左旋轉力矩M1倒下。說明向左轉彎時重力分力產生向左旋轉力矩M1壹定得到控制或者被抵消，反正法如果向左轉彎時重力分力產生向左旋轉力矩M1沒有得到控制或者沒有被抵消且不倒下就就違反了物理學規律。
左轉彎時重力分力（小於騎行者與自行車總重力）產生向左旋轉力矩M1（向左進壹步傾斜身體可以加大M1）是被離心力分力產生向右旋轉力矩M2抵消，但離心力是騎行者與自行車總質量、前輪改變角度大小（即轉彎半徑）、速度平方的函數。自行車和摩托車的速度可以從接近0到時速80千米/每小時，離心力的變化範圍很大。理論上在沒有控制的情況下M2和M1方向相反、大小相等概率是很低的，實踐騎行中成功騎行過程是M2和M1成功受控過程的證明，整個過程的分析需要用控制論原理和物理學力學。（離心力是慣性力，是實際不存在的虛擬力，實際產生向右旋轉力矩M2的力是地面的摩擦力和地面支持力***同作用的結果。）